KONFERENCIA KIADVÁNY

CONFERENCE PROCEEDING Műszaki Kémiai Napok 2018

Chemical Engineering Conference 2018

2018. április 24-26. Pannon Egyetem, Veszprém, Egyetem u. 10.

A konferencia rendezői: Pannon Egyetem Mérnöki Kar

Biomérnöki, Membrántechnológiai és Energetika Kutatóintézete

honlapcím: https://mkn.uni-pannon.hu

A kiadványt összeállította és szerkesztette: Balogh András és Klein Mónika ISBN 978-963-396-107-0

Támogatóink:

https://mkn.uni-pannon.hu/

Műszaki Kémiai Napok 2018

Tudományos Bizottság

Elnök Bélafiné Bakó Katalin

Tagok Abonyi János Chován Tibor

Guttman András Gyenis János Hancsók Jenő Holló András

Mika T. László Modla Gábor Németh Áron

Németh Sándor Szalai István

Szépvölgyi János Vonderviszt Ferenc

Szervező bizottság

Titkár: Klein Mónika

TARTALOMJEGYZÉK

THERMAL WATER EFFLUENT RECYCLE USING ULTRAFILTRATION MEMBRANE-BASED TECHNOLOGY 8

Arijit Nath, Ádám Szabó, Gabriella Kiskó, Ildikó Biró, Renáta Gerencsér-Berta, Gyula Vatai, Ildikó Galambos, Mónika Kovács, Andras Koris*

TERMIKUSAN ÉS HIDROTERMÁLISAN KEZELT MOSZATPÁFRÁNY (AZOLLA) SZILÁRD TERMÉKEINEK JELLEMZÉSE

10

Babinszki Bence, Jakab E., Barta-Rajnai E., Sebestyén Z., Thallada, B., Kumar, J., Czégény Zs

DOXORUBICIN ÉS SORAFENIB RÁKELLENES SZEREKET TARTALMAZÓ, NYÚJTOTT HATÓANYAGLEADÁSÚ NANORÉSZECSKÉK

11

Babos György, Biró Emese, Feczkó Tivadar AMMÓNIUMION-ELTÁVOLÍTÁS IVÓVÍZ ALAPÚ MODELLOLDATOKBÓL KÜLÖNBÖZŐ ADSZORBENSEKKEL 12

Barabás Enikő, Pozsgai Emília, Gerencsérné Berta Renáta, Bíró Ildikó, Galambos Ildikó

ITTRIUMMAL VALÓ DÓPOLÁS HATÁSA A PROPÉN ARANYKLASZTEREN TÖRTÉNŐ ADSZORPCIÓJÁRA 18

Barabás Júlia, Piero Ferrari, Jan Vanbuel, Ewald Janssens, Höltzl Tibor

KOMPLEX PEPTID-MEMBRÁN RENDSZEREK VIZSGÁLATA 19 Beke-Somfai Tamás GLICIDOL-ÉSZTEREK KÉPZŐDÉSE NÖVÉNYOLAJOK DEZODORÁLÁSA SORÁN 20

Bognár Erzsébet, Hellner Gabriella, Radnóti Andrea, Somogyi László, Kemény Zsolt

ALKÁLI AKTIVÁLT SZERVETLEN POLIMER HABOK ELŐÁLLÍTÁSA GEP MÓDSZERREL 21

Boros Adrienn, Korim Tamás ALGA KEZELÉS HATÁSA STEVIA REBAUDIANA NÖVEKEDÉSÉRE 23 Czinkóczky Réka, Németh Áron COMPARISON OF STATIC AND DYNAMIC ANALYSIS OF THE SOLID FAT CONTENT OF COCONUT OIL 24

Vinod Dhaygude, Anita Soós, Ildikó Zeke, László Somogyi MÉRLEGEGYENLETEK ALKALMAZÁSA HIBADIAGNOSZTIKÁBAN 25 Dörgő Gyula, Ruppert Tamás, Németh Sándor, Abonyi János

LÉGKÖRI SZENNYEZŐK ÖKOTOXICITÁSÁNAK BECSLÉSE FLASH RENDSZERREL 26

Eck-Varanka Bettina IMPROVING IN PRODUCT QUALITY OF WASTE DERIVED HYDROCARBONS OVER MODIFIED SAPO-11 CATALYSTS 27

Bahmed Fekhar, Norbert Miskolczi KELIDONIN HATÁSA IL-6/GP130/STAT3 JELÁTVITELI ÚTVONALRA HUMÁN UVEÁLIS MELANÓMA SEJTEKEN 28

Filep Csenge, Csomós István, Nádasi Márton, Járvás Gábor, Nizsalóczki Enikő, Mátyus László, Bodnár Andrea

KALCIT KRISTÁLYCSÍRÁK KÉPZŐDÉSE AGYAGÁSVÁNYOKON –MOLEKULADINAMIKAI SZÁMÍTÁSOK 29

Fodor Melinda, Ható Zoltán, Kristóf Tamás, Pósfai Mihály HETEROGÉN FOTOKATALÍZIS A LÁTHATÓ FÉNY TARTOMÁNYÁBAN 30

Fonyó Máté, Szabóné Bárdos Erzsébet, Horváth Ottó, Zsirka Balázs, Kristófné Makó Éva, Dobrádi Annamária

FO MEMBRÁN ALKALMAZÁSA KOMPLEX OLDAT BESŰRÍTÉSÉRE 31

Fóty Nikolett, Nemestóthy Nándor, Irena Petrinic, Bélafiné Bakó Katalin

WMA ADALÉKOKKAL MÓDOSÍTOTT KÉMIAILAG STABILIZÁLT GUMIBITUMEN (CSRB) REOLÓGIAI VIZSGÁLATA 32

Gergó Péter, Lengyel Attila, Geiger András, Holló András MOSÁS ÉS HŐKEZELÉS HATÁSA AZ ENERGIANÁD ÖSSZETÉTELÉRE ÉS TERMIKUS STABILITÁSÁRA 33

Gyergyószegi Zsófia, Barta-Rajnai Eszter, Babinszki Bence, Czégény Zsuzsanna

IMMERSED BOUNDARY MÓDSZER ALKALMAZÁSA GÁZ-SZILÁRD KÉTFÁZISÚ RENDSZEREK MODELLEZÉSÉRE ÉS SZIMULÁCIÓJÁRA

34

Gyurik Lívia, Egedy Attila, Ulbert Zsolt ENZIM STABILITÁSÁNAK NÖVELÉSE ENZIM-DENDRIMER NANOBIOKONJUGÁTUMOK SZINTÉZISÉVEL 35

Hegedüs Imre, Vitai Márta, Meiczinger Mónika, Nagy Endre MÁGNESES FOLYADÉKOK ÉS SZUSZPENZIÓK MÁGNESES ÉS REOLÓGIAI TULAJDONSÁGAI 36

Horváth Barnabás, Guba Sándor, Rigó Melinda, Szalai István NAGY AFFINITÁSÚ NIKKEL(II)-KÖTŐ FLAGELLIN VARIÁNS LÉTREHOZÁSA ÉS JELLEMZÉSE 37

Jankovics Hajnalka, Kovács Enikő, Tóth Éva, Kovács Noémi, Vonderviszt Ferenc

GUMIBITUMEN, MINT SMA (MASZTIXASZFALT) KÖTŐANYAG VIZSGÁLATA 38

Károly Balázs, Gergó Péter, Geiger András, Holló András HIPERELÁGAZÁSOS POLIGLICIDOL ALAPÚ FUNKCIÓS POLIMEREK ÉS BLOKK-KOPOLIMEREK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS ALKALMAZÁSA BIONANOTECHNOLÓGIAI TERÜLETEKEN

45

Kasza György, Fecske Dóra, Stumphauser Tímea, Iván Béla AFFINITÁS SZENZOROKBAN ALKALMAZHATÓ, ELEKTROKÉMIAI ÉS OPTIKAI DETEKTÁLÁSRA EGYARÁNT ALKALMAS NANOSTRUKTÚRÁLT HORDOZÓK FEJLESZTÉSE

46

Marek Tamás, Felhősi Ilona, Mészáros Gábor, Keresztes Zsófia STRESSZHATÁSOK VIZSGÁLATA CHLORELLA ZOFINGIENSIS TÖRZS ASZTAXANTIN TERMELÉSÉRE 47

Kiss Bernadett, Németh Áron ALAKOR ÉS TÖNKÖLYLISZT-KEVERÉKEK VIZSGÁLATA 48 Kóczán-Manninger Katalin, Badak-Kerti Katalin KERESKEDELMI FORGALOMBAN KAPHATÓ ZSIRADÉKOK ÉS KEVERÉKEIK TERMIKUS TULAJDONSÁGAINAK ÉS TERMÉKFEJLESZTÉSI CÉLOKRA VALÓ ALKALMASSÁGÁNAK VIZSGÁLATA

54

Kovács Anikó, Tormási Judit, Szedljak Ildikó, Somogyi László ITAKONSAV ELŐÁLLÍTÁSA FERMENTÁCIÓS ÚTON 55 Kucska Adrienn, Nemestóthy Nándor, Bélafiné Bakó Katalin EGY NANOFLUIDIKAI TRANZISZTOR MODELLEZÉSE: AZ IONÁRAM VEZÉRLÉSE A NANOPÓRUS FALÁN LÉVŐ TÖLTÉSMINTÁZAT VÁLTOZTATÁSÁVAL

56

Mádai Eszter, Bartłomiej Matejczyk, Valiskó Mónika, Boda Dezső

FÉM-MOLEKULA-FÉM ÁRAMKÖRÖK TERMOELEKTROMOS TULAJDONSÁGAINAK VIZSGÁLATA: MÉRÉSTECHNIKAI MEGOLDÁSOK

57

Mészáros Gábor, Štěpánka Nováková Lachmanová, Jindřich Gasior, Viliam Kolivoška, Romana Sokolová, Magdaléna Hromadová

NANO PORLASZTVA SZÁRÍTÁSSAL ELŐÁLLÍTOTT KOMPOZIT GYÓGYSZERHORDOZÓ RENDSZEREK TULAJDONSÁGAI 59

Mirankó Mirella, Trif László, Rippelné Pethő Dóra, Tóth Judit VÍZOLDHATÓ MAKROCIKLUSOS VEGYÜLETEK ÉS KATIONOS FELÜLETAKTÍV ANYAGOK ÖNSZERVEZŐDÉSI FOLYAMATAI 66

Miskolczy Zsombor, Biczók László

SYNGAS PRODUCTION FROM REAL PLASTIC WASTE BY METAL LOADED ZSM-5 CATALYSTS 67

Mohammed Al-asadi, Linda Gombor Linda, Norbert Miskolczi POLIETILÉN/GUMIŐRLEMÉNY KOMPOZITBAN ALKALMAZOTT SZÉN NANOCSŐ ERŐSÍTŐ HATÁSÁNAK VIZSGÁLATA 68

Mudra Ágnes Krisztina, Varga Csilla MIKROALGÁK HETEROTRÓF TENYÉSZTÉSE ÉS IMPEDIMETRIÁS VIZSGÁLATA 69

Nagy Balázs József, Németh Áron MASS TRANSPORT ACROSS MEMBRANE BIOREACTOR WITH IMMOBILIZED NANO-BIOCATALYST 70

Endre Nagy, Mónika Meiczinger, Márta Vitai, Dóra Kártyás, Imre Hegedüs

AGRICULTURAL WASTES AS ADSORBENTS 71 Naoufal Bellahsen, Szabolcs Kertész, Cecília Hodúr RHODOCOCCUS FENOLTOLERANCIÁJÁNAK VIZSGÁLATA 72 Németh Áron "DIGITÁLIS IKER" A JÖVŐ TERMELÉSMENEDZSMENTJÉBEN 73 Ruppert Tamás, Csereklei Dániel, Dr. Abonyi János INVESTIGATION OF THE CATALYTIC EFFECT OF DIFFERENT METAL MODIFIED ZSM-5 ZEOLITES IN THE CASE OF LOW TEMPERATURE THERMOCATALYTIC PYROLYSIS OF POLYOLEFINS

74

Sója János, Miskolczi Norbert HŐSZIGETELŐ TULAJDONSÁGÚ ÚJ KÖTŐANYAGRENDSZEREK 75 Balczár Ida, Korim Tamás, Boros Adrienn, Hullár Hanna KÜLÖNBÖZŐ HŐKEZELÉSEK HATÁSA TOJÁSNÉLKÜLI ÉS FÜRJTOJÁSOS TÉSZTA KÉMIAI ÉS MIKROBIOLÓGIAI JELLEMZŐIRE

77

Kovács Anikó, Tóth Viktória, Tormási Judit, Somogyi László, Kiskó Gabriella, Sipos László, Szedljak Ildikó

KOMPLEX GLIKÁN STRUKTÚRA IDENTIFIKÁCIÓ CE-ESI-MS MÓDSZERREL 78

Szigeti Márton Géza, Guttman András MIKROBIÁLIS ELEKTROHIDROGENEZIS CELLÁK VIZSGÁLATA 79 Takács Piroska, Koók László, dr. Nemestóthy Nándor BIOKOMPONENST ÉS FISCHER-TROPSCH PARAFFINT TARTALMAZÓ POLIMERREL MÓDOSÍTOTT BITUMEN (PMB) REOLÓGIAI VIZSGÁLATA

80

Tálosi Gréta, Gergó Péter, Hancsók Jenő, Holló András

PUFFERTARTÁLYOK OPTIMÁLIS TERVEZÉSE ÉS ÜZEMELTETÉSE SZTOCHASZTIKUS MŰKÖDÉSI FELTÉTELEK MELLETT

87

Tarcsay Bálint Levente, Mihálykóné Orbán Éva, Mihálykó Csaba MŰANYAGHULLADÉKOK PIROLÍZISÉNEK KINETIKAI VIZSGÁLATA ZEOLIT BÁZISÚ KATALIZÁTOROKON 93

Till Zoltán, Varga Tamás, Sója János, Miskolczi Norbert, Chován Tibor

HÁROMKOMPONENSŰ FOLYADÉKELEGY ELVÁLASZTÁSÁNAK MODELLEZÉSE EXTRAKTÍV HETEROAZEOTRÓP DESZTILLÁCIÓVAL

99

Tóth András József, Haáz Enikő, Nagy Tibor, André Anita, Tarjáni Ariella Janka, Fózer Dániel, Valentínyi Nóra

GYÓGYSZERHORDOZÓ NANORENDSZEREK ELŐÁLLÍTÁSA BIODEGRADÁBILIS POLIMERBŐL 100

Tóth Tünde, Dr. Kiss Éva BIOGÉN AMIN HORDOZÓ FINOMHANGOLHATÓ POLARÍTÁSÚ SZUPRAMOLEKULÁRIS VINIL ALKOHOL KO-POLIMEREK SZINTÉZISE GYŰRŰNYÍTÓ METATÉZIS POLIMERIZÁCIÓVAL

101

Tuba Róbert, Deme János, Gyetvai Eszter, Kovács Ervin, Merza Gabriella, Szolnoki Gábor, Kiss Virág , Szarka Györgyi, Iván Béla, Huszthy Péter, John A. Gladysz

SZENNYEZETT KÉNSAV REGENERÁLÁSI TECHNOLÓGIÁK ÖSSZEHASONLÍTÁSA FOLYAMATSZIMULÁTOR SEGÍTSÉGÉVEL 103

Várnai Krisztina, Nagy Lajos FERMENTÁLT CA-LAKTÁT KINYERÉSÉNEK VIZSGÁLATA 104 Vidra Aladár, Németh Áron KÉN-HIDROGÉN ADSZORPCIÓJA MÓDOSÍTOTT FELÜLETŰ SZÉN ALAPÚ SZORBENSSEL 105

Virág Lilla, Bocsi Róbert, Rippelné Pethő Dóra FUNKCIONALIZÁLT FLAGELLÁRIS NANOCSÖVEK ÉS FLAGELLIN ALAPÚ ÉRZÉKELŐRÉTEGEK FEJLESZTÉSE 106

Vonderviszt Ferenc, Jankovics Hajnalka, Klein Ágnes, Muskotál Adél, Kovács Mátyás, Tóth Éva, Kakasi Balázs, Kovács Noémi, Szekér Patrik, Husztiné Nagy Georgina, Lenka Fialova, Bereczk-Tompa Éva, Tóth Balázs, Pósfai Mihály

RÉSZECSKE MÉRETELOSZLÁST LEÍRÓ MODELLEK ALKALMAZHATÓSÁGÁNAK VIZSGÁLATA HETERODISZPERZ SZEMCSEHALMAZ IDŐBENI MÉRETNÖVEKEDÉSÉNEK LEÍRÁSÁRA

107

Wirnhardt Ádám, Varga Tamás

Thermal water effluent recycle using ultrafiltration membrane-based technology

Arijit Nath1,2, Ádám Szabó1,3, Gabriella Kiskó3, Ildikó Biró2, Renáta Gerencsér-Berta2, Gyula Vatai1, Ildikó Galambos2, Mónika Kovács3,

Andras Koris1*

1Department of Food Engineering, Faculty of Food Science, Szent István University, Ménesi u. 44, H-1118 Budapest, Hungary

2Soós Ernő Water Technology Research and Development Center, Faculty of Engineering, University of Pannonia, Zrínyi M. u. 18, H-8800 Nagykanizsa, Hungary

3Department of Food Microbiology and Biotechnology, Faculty of Food Science, Szent István University, Budapest, Somlói u. 14-16, H-1118 Budapest, Hungary

*Corresponding author: Phone: +361 305 7112; Fax: +361 305 7323; E-mail: koris.andras@etk.szie.hu

Abstract Abundance of thermal waters in Hungary, produce quite large amount of waste water. In many cases those

are directly disposed to the Danube river or other surface water body. Thermal water contains usually high

concentration of minerals and gasses, which can contribute medicinal values. The treatment of used thermal

water provides the possibility of minimalization of the fresh thermal water use. In this context, information is

scanty, probably due to lack of interest or technologically needed information. Therefore, a great effort has been

placed to design and understand the operational strategy of thermal water treatment process. Investigation with

systematic and judicious way may targets the bottleneck and implement the process in industrial-scale.

Ultrafiltration membrane-based treatment process was adopted for treatment of thermal water. It is belief that

microbes, present in thermal water may be separated by membrane as a retentate and permeate water may be

used again. Cross-flow single-channel tubular membrane module housing, made of stainless steel (SS316), was

fitted with the storage tank. Inside that membrane module, ceramic tubular membrane (Membralox® T1-70; Pall

Corporation, Crailsheim, Germany) was placed. The active layer and support layer of the membrane were

titanium oxide and aluminium oxide, respectively. The length, inner and outer diameters were 250, 7 and 10 mm,

respectively, and active filtration area was 5×10–3 m2. Effects of transmembrane pressure 2-3 bar, feed flow

rates 100-200 L h-1 were studied. Initially, 4 L water was considered as a feed and 3 L was collected as

permeate. Furthermore, effect of shear force on membrane surface was investigated with stainless steel made

twisted tape static turbulence promoter. It was found that transmembrane pressure has great influence on

permeation of water. Contradictorily, effect of retention flow rate is negligible on permeation of water.

Implementation of static turbulence promoter on membrane surface has an immense effect on permeation of

water. Specific energy consumption in filtration process is significantly reduced due to implementation of static

turbulence promoter with lower transmembrane pressure. Concentration polarization was not significant in

filtration process. Reduction of different cations (zinc, copper, calcium, magnesium, sodium, potassium) and

anions (chloride, carbonate, bicarbonate, nitrate), present in the membrane permeate was significant compare to

thermal water. More than 99% of bacterial contaminant was removed from thermal water due to application of

ultrafiltration membrane in all cases. Identification of bacteria present in thermal water was performed by use of

partial 16S rRNA encoding gene sequencing. According to the results the dominant species is Pseudomonas

alcaligenes, however the presence of Mycobacterium mucogenicum/phocaicum could also be detected.

8

It is expected that the present research findings will implement the concept application of ultrafiltration

membrane. Moreover, it is expected that the proposed holistic approach will open a new arena in the cutting

edge research area of environmental science and will receive a great attention of chemical- and environmental-

engineers, and associate research communities.

9

Termikusan és hidrotermálisan kezelt moszatpáfrány (Azolla) szilárd termékeinek jellemzése

Characterisation of the solid residues of thermally and hydrothermally treated Azolla biomass

Babinszki B.a, Jakab E.a, Barta-Rajnai E.a, Sebestyén Z.a, Thallada, B.b, Kumar, J.b, Czégény Zs.a

aMTA TTK, Anyag- és Környezetkémiai Intézet, 1117 Budapest, Magyar tudósok körútja 2. bAcSIR, New Delhi; CSIR-Indian Institute of Petroleum, 248005 Dehradun, India

Az Azolla fajok által termelt biomassza ígéretes alapanyagként és megújuló energiaforrásként szolgálhat. A

moszatpáfrányokat viszonylag magas szénhidrát- (cellulóz, hemicellulóz, keményítő), lipid- és nitrogéntartalom

jellemzi. A nyers biomassza hőkezeléssel vagy hidrotermális eljárással hasznosítható, amelynek során a

gáznemű és a folyékony termékek mellett jelentős mennyiségű szilárd anyag marad vissza [1,2].

Vizsgálatunk célja az alacsony hőmérsékletű, inert atmoszféra alatti hőkezelés (torrefaction) és a

hidrotermális eljárás hatásainak felderítése a szilárd biomassza összetételére különböző hőmérsékleteken (260,

280, 300 °C). A kezeletlen és a kezelt minták termikus tulajdonságait termogravimetriás (TG) mérésekkel

állapítottuk meg. Az illékony tartalom meghatározását pirolízis–gázkromatográfia/tömegspektrometria

(Py–GC/MS) segítségével végeztük el. A kezeletlen moszatpáfrány minta cellulóz-, hemicellulóz- és Klason-

lignin tartalmát savas hidrolízissel és az azt követő nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiás (HPLC)

cukoranalízis alapján határoztuk meg. Az összetétel és a termikus tulajdonságok elemzését az elszenesített

termékek energia- és nyersanyagforrásként való hasznosítása céljából végeztük el.

The species of Azolla provide promising feedstock and a renewable energy source. Azolla biomass contains

relatively high amount of carbohydrates (cellulose, hemicellulose, starch) and lipids and it has nitrogen-content.

The utilisation of the raw material can be performed by thermal treatment or hydrothermal liquefaction. Beside

the gaseous and liquid products, a significant amount of solid products are formed during these processes [1,2]

The goal of our investigation is the deeper understanding of the effects of torrefaction (low-temperature

pyrolysis) and hydrothermal liquefaction at different temperatures (260, 280, 300 °C) on the composition of the

solid biomass. The thermal behaviour of treated and untreated samples was studied by thermogravimetry (TG).

The volatile content of the samples was characterised by pyrolysis–gas chromatography/mass spectrometry (Py–

GC/MS). The cellulose, hemicellulose and Klason lignin contents of the native Azolla were determined by acidic

hydrolysis and the subsequent sugar analysis by high-performance liquid chromatography (HPLC). The thermal

properties and the composition analysis of the charred products were studied with the aim of the possible

utilisation as an energy source or feedstock for different purposes.

Irodalomjegyzék

[1] Miranda, A. F., Biswas, B., Ramkumar, N., Singh, R., Kumar, J., James, A., Roddick, F., Lal, B., Subudhi,

S., Bhaskar T., Mouradov, A., Biotechnol. Biofuels, 9:221 (2016)

[2] Muradov, N., Taha, M., Miranda, A. F., Kadali, K., Gujar, A., Rochfort, S., Stevenson, T., Ball, A. S.,

Mouradov, A., Biotechnol. Biofuels, 7:30 (2014)

10

Doxorubicin és sorafenib rákellenes szereket tartalmazó, nyújtott hatóanyagleadású nanorészecskék

Sustained release nanoparticles loaded with doxorubicin and sorafenib anticancer drugs Babos Györgya,b, Biró Emesea,b, Feczkó Tivadara,b

aMTA Természettudományi Kutatóközpont, Anyag-és Környezetkémiai Intézet 1117 Budapest, Magyar tudósok körútja 2.

bPannon Egyetem, Bio-nanotechnológiai és Műszaki Kémiai Kutatóintézet 8200 Veszprém, Egyetem u. 10.

Összefoglaló/ Summary

A doxorubicin és a sorafenib citotoxikus illetve citosztatikus szerek. Többféle daganat kezelésében használják őket a kemoterápia részeként, ilyen pl. a primer májrák, a hepatocelluláris karcinoma. A tünetek megjelenéséig nehezen észrevehető, a diagnosztizáláskor azonban már általában rossz prognózist vetít előre. A daganatos elhalálozások gyakoriságában harmadik helyen áll. Az eddig használt doxorubicin nevű antraciklin-glikozid a májtumoros esetek 90%-ában elégtelen hatással rendelkezik, ellenben számos mellékhatást mutat - pl. kardiotoxicitás, alacsony vérsejtszám – napjainkban önmagában már nem is használják. A sorafenib multikináz-inhibitor gátolja egyes növekedési hormonok blokkolásával a proliferációt és az angiogenezist. Az előrehaladott stádiumú hepatocellulárs karcinóma esetén a legfontosabb hatóanyag a nem specifikus hatásmechanizmus miatt szintén számos nem kívánt mellékhatással. A célzott és szabályozott hatóanyagleadás segítségével a gyógyszerek dózisa és így mellékhatásaik jelentősen mérsékelhetők. Ennek egyik eszköze a biokompatibilis és biológiailag lebontható polimer gyógyszerhordozó nanorészecskék, melyek a kívánt hatóanyagot koncentráltan a célszervbe képesek juttatni, hatóanyagleadásuk nyújtható, miközben a hatóanyagokat megvédik a vaszkuláris rendszerben keringő enzimektől, továbbá kizárja azok egészséges szövetbe való jutását, így csökkentve mellékhatásaikat. Összetett emulzió-oldószer elpárologtatás módszerével poli(tejsav-glikolsav) (PLGA) és poli(etilén-glikol)-poli(tejsav-glikolsav) (PEG-PLGA) hordozó kopolimerekből doxorubicin és sorafenib hatóanyagokat tartalmazó nanorészecskéket hoztunk létre a két gyógyszer szinergikus hatásának és nyújtott hatóanyagleadásának elérése érdekében. Az optimalizált nanokompozitok dinamikus fényszórással meghatározott mérete 160-215 nm tartományba esett. A részecskék feloldása után UV-vis spektrofotometriával meghatározott doxorubicin és sorafenib kapszulázási hatékonyság PLGA hordozó esetén 51 %-nak és 64 %-nak, míg PEG-PLGA kopolimerrel alkotott nanokompozit esetén 53 %-nak és 99 %-nak bizonyult. HT-29 ráksejtekkel végzett sejtfelvételi vizsgálatok meglepetésre a pegilált polimer hordozóval létrehozott nanorészecskék nagyobb arányú bekebelezését mutatták. A humán vérplazmában nyújtott hatóanyagleadást mutató nanorészecskék MTT citotoxicitás vizsgálatban hatékonynak bizonyultak. Köszönetnyilvánítás

A szerzők köszönetet mondanak a GINOP-2.3.2-15-2016-00017 számú GINOP program támogatásáért.

11

Ammóniumion-eltávolítás ivóvíz alapú modelloldatokból különböző adszorbensekkel

Ammonium removal from model drinking water using different adsorbents Barabás Enikő, Pozsgai Emília, Gerencsérné Berta Renáta, Bíró Ildikó,

Galambos Ildikó Pannon Egyetem, Mérnöki Kar, Soós Ernő Víztechnológiai Kutató-Fejlesztő Központ

8800 Nagykanizsa, Zrínyi Miklós utca 18. Összefoglaló

A nitrogénformák többletkoncentrációja kedvezőtlen hatást gyakorol az élő szervezetekre, emiatt az ivóvízkezelés során is fokozott hangsúlyt kell fektetni az eltávolítására. Különböző adszorbensekkel (granulált aktív szén, bentonit, üveggyöngy) batch kísérleteket végeztünk az ammóniumionok modelloldatokból történő megkötésére. Vizsgálataink alapján a bentoniton történt adszorpció az oldat ammóniumion-koncentrációját közel 60%-kal, míg a granulált aktív szenes adszorpció közel 35%-kal csökkentette. Az üveggyöngy alkalmatlannak bizonyult az ammóniumion-eltávolításra.

Summary

Excess nitrogen represent unfavorable nutrient for living organisms, thus particular emphasis should be given to its removal. Batch experiments for ammonium adsorption from model drinking water samples were performed using different adsorbents (granulated activated carbon, bentonite, glass resin). Based on our investigation, using bentonite adsorbent for ammonium ion removal was efficient, resulted in reduction of 60%, while rate of adsorption of ammonium ions on granulated activated carbon was around 35%. Glass resin was considered unsuitable for ammonium removal.

Bevezetés

A természetben előforduló nitrogénformák az élő szervezetek számára alapvetően szükséges tápanyagként

szolgálnak, azonban megnövekedett koncentráció esetében mérgező hatásúak [1]. Ennek következtében a

felesleges nitrogéntöbblet – mint szennyezőanyag – eltávolítása napjainkban egyre nagyobb területen igényel

megoldást. A különböző nitrogénformák aránya jelentősen eltérhet egymástól, a szennyvizekben és a talajvízben

leggyakoribb megjelenési formája az ammónia és ammónium [2]. A mezőgazdasági, ipari és a települési

forrásokból származó szennyezés az ökoszisztémában kedvezőtlen változásokat eredményez (például hozzájárul

vizes élőhelyek eutrofizációjához), továbbá nem kívánatos összetevője ivóvizeknek [3]. Az eltávolításukra

alkalmazott legelterjedtebb fizikai, kémiai és biológiai módszerek közé tartozik az ioncsere, az adszorpció, a

bioszorpció, a levegőztetés, nedves oxidáció, a törésponti klórozás, a kémiai csapadékképzés, a fordított

ozmózis, a mikrohullámú besugárzás, a szuperkritikus vizes oxidáció [3,4]. Adszorpciós eljárásokkal akár

80-95%-os lehet az ammóniumeltávolítás hatékonysága [3].

Közleményünkben az ammóniumionok adszorpciós eljárással történő eltávolításával foglalkozunk.

Összefoglaljuk a szakirodalomban hozzáférhető eredményeket az aktív szénnel és bentonittal, mint természetes

adszorbenseken történő megkötődés hatékonyságáról. Két természetes (aktív szén, bentonit) és további egy

mesterséges (üveggyöngy) alapú tölteteket felhasználva modelloldatokon batch kísérletek segítségével mutatjuk

ki az ammóniumeltávolítás mértékében mutatkozó eltéréseket az adszorbensek jellemzése és összehasonlítása

céljából.

12

Az ammóniumionok eltávolítására alkalmazott, természetes és módosított adszorbensek köre igen tág.

Általános követelmények az adszorbens kiválasztásakor (1. ábra), hogy olcsón és nagy mennyiségben

hozzáférhetők, valamint könnyen kezelhetők legyenek, rövid kezelési idő jó eltávolítási hatékonyságot

eredményezzen, továbbá egyszerűen regenerálhatók legyenek [3]. Az ammóniumeltávolítást szolgáló, a

gyakorlatban elterjedt természetes adszorbensek közé tartozik az aktív szén, a vulkáni tufa, a zeolit és a bentonit,

melyek önállóan vagy kombinált töltetként egyaránt felhasználhatók. A porított aktív szén (PAC) és a granulált

aktív szén (GAC) jellemzően kevert vagy multimédia szűrőként kerülnek alkalmazásra, például homokkal vagy

mészkővel rétegezve [5,6].

1. ábra Az ammóniumeltávolításhoz alkalmazandó adszorbens kiválasztásának elvi menete [3]

Anyag és módszer

Granulált aktív szenet (GAC), bentonitot, illetve Velox 1619 CP00 típusú üveggyöngyöt használtuk annak

céljából, hogy megvizsgáljuk azok ammóniumioneltávolító-képességét. A vizsgált anyagok szemcsemérete eltér

egymástól: a GAC 1-2 mm, az üveggyöngy 0,25-0,425 mm, a bentonit

esetén a modelloldat kiindulási ammóniumion-koncentrációja 40 mg/L, míg a bentonit esetén 65 mg/L volt.

Főzőpohárba bemértük az előre meghatározott adszorbens mennyiségét, valamint az 500 ml modelloldatot,

melyet a kísérlet során mágneses keverővel kevertettünk. A keverést 90-300 perc közötti időtartamig folytattuk

az egyes adszorbensek vizsgálata során. Rendszeres időközönként (0, 10, 30, 60, 90, 120, 180, 300 perc) 20 ml

vízmintát vettünk az ammónium-nitrogén koncentrációja, a szín, a pH (25°C), a fajlagos elektromos

vezetőképesség (20°C) meghatározása céljából. A mintákat 0,45 µm-es fecskendőszűrőn (Nonsterile Hydrophilic

PTFE Syringe Filters), a bentonitos minta esetében Sartorius típusú szívópalackkal és vákuumszivattyúval

szűrtük át 0,45 µm-es szűrőpapíron a mérést zavaró lebegőanyag kiszűrése miatt (2. ábra).

2. ábra Bentonit adszorbenssel végzett batch kísérlet. A bentonittal kevert modelloldatot mágneses keverőn

kevertettük

A pH és a fajlagos elektromos vezetőképesség mérést egy hordozható Hanna Instruments HI9812-5N típusú

műszerrel végeztük. A szín mérését az MSZ EN ISO 7887:2012 szabványban foglaltak szerint Jasco V-730

spektrofotométer segítségével három hullámhosszon (620 nm, 525 nm, 436 nm) határoztuk meg. Az MSZ ISO

7150-1:1992 szabvány szerinti fotometriás módszerrel végeztük az ammóniumionok meghatározását. A minták

magas kezdeti ammóniumion-koncentrációja miatt szükségessé vált a minták százszoros hígítása és a 0,45 µm

szűrőn átszűrése. 50 ml-es lombikba egységesen 0,4 ml szűrt mintát mértünk be, az oldatot kb. 40 ml-re

hígítottuk ammónia mentes desztilláltvízzel, melyhez 4 ml színképző reagenst, illetve 4 ml nátrium-diklór-

izocianurát oldatot pipettáztunk, végül ioncserélt vízzel töltöttük jelre. Minden esetben két párhuzamos inkubált

mintát készítettünk. A minták ammóniumion-koncentrációját a szabványban leírtak szerint készítettük elő és

60 perc elteltével 680 nm hullámhosszon mértük az oldatok abszorbanciáját spektrofotométerrel.

14

Eredmények

A granulált aktív szénnel folytatott kísérletek esetén az ammóniumion-eltávolítás hatékonysága közel 35%-

nak mutatkozott (1. táblázat, 3. ábra). Megállapítható, hogy sem a pH, sem a fajlagos elektromos

vezetőképesség, sem a szín meghatározás tekintetében nem tapasztaltunk változást. A mérésekből adódó

esetleges bizonytalanságok, torzítások adódhatnak a túl nagy mértékű (százszoros) hígításból. Azonban

kísérleteink mindegyikében azt feltételeztük, hogy a modelloldat egy igen terhelt víz, ezért ennek mérése csak az

ilyen jelentős mértékű hígítással volt kivitelezhető.

1. táblázat A granulált aktív szén ammóniumion-eltávolítási hatékonysága

Idő [h] Modelloldat ammóniumion koncentráció [mg/L] NH4+ eltávolítási hatékonyság [%] 0 40,07 0

0,167 34,78 13,2 0,5 31,70 26,4 1 29,42 26,6

1,5 25,83 35,5 2 27,33 31,8 3 29,6 26,0 5 30,5 23,8

0

25

50

75

100

0 1 2 3 4 5 6

Eltá

volít

ási h

aték

onys

ág [%

]

Idő [h]

GAC ammóniumion-eltávolítóképessége

3. ábra GAC ammóniumion-eltávolítóképessége

A bentonittal folytatott kísérlet nagyon hatékonynak mutatkozott, kevesebb, 5g adszorbens adagolása mellett

amikor a kiindulási ammóniumion-koncentráció ~65 mg/L volt (2. táblázat, 4. ábra). Azt tapasztaltuk, hogy az

eltávolítás hatékonysága több, mint 60% volt. Meg kell jegyezni, hogy a túl nagy mértékű hígításból adódhatnak

a torzított mérési eredményeink.

15

2. táblázat A bentonit ammóniumion eltávolítási hatékonysága Idő [h] Modelloldat ammóniumion koncentráció [mg/L] NH4+ eltávolítási hatékonyság [%]

0 64,50 0 0,167 50,59 21,62

0,5 25,71 60,1 1 25,12 61,1

1,5 25,48 60,1 2 25,31 60,8 3 27,78 56,9 5 25,48 60,5

0

25

50

75

100

0 1 2 3 4 5 6

Eltá

volít

ási h

aték

onys

ág [%

]

Idő [h]

Bentonit ammóniumion-eltávolítóképessége

4. ábra Bentonit ammóniumion-eltávolítóképessége

Az üveggyönggyel folytatott kísérlet eredménye szerint a kezdeti 40 mg/L-es ammóniumion- koncentráció a

kísérlet során mindvégig állandó maradt, csupán ±0,5 mg/L értékű szórás mutatkozott, ami feltételezésünk

szerint a százszoros hígítás következménye lehet. Ez alapján az üveggyöngy alapú töltet, mint adszorbens, az

ammóniumion- koncentráció csökkentésére vagy ammóniumion-mentesítésre alkalmatlannak bizonyult.

Konklúzió

Az elvégzett kísérlet alapján elmondható, hogy a leghatékonyabb adszorbensnek a bentonit bizonyult, mely

esetében az eltávolítási hatékonyság 60%-os volt, a kevesebb (5 g mennyiségű) bemért adszorbens mennyisége

ellenére, ezért további kísérletek elvégzését tervezzük az adszorbens tömegének és a modelloldat kezdeti

ammóniumion-koncentrációjának változtatásával. A GAC esetében is ígéretesek a kapott eredmények, az

eltávolítás hatékonysága 35% volt, ezért, indokoltnak tartjuk újabb kísérletek kivitelezését durvább és finomabb

szemcseméretű szén alapú adszorbensekkel (például porított aktív szén (PAC)).

Kísérletsorozat elvégzését tervezzük más természetes eredetű adszorbensekkel így zeolittal, perlittel, tufával,

stb. arra vonatkozóan, hogy milyen ammóniumion-megkötő képességgel rendelkeznek, milyen az anyagok

egységnyi tömegű adszorpciós kapacitása, hogyan reagálnak a pH változtatására? Ezt követően a használt

adszorbensek regenerálhatóságát kívánjuk tanulmányozni. Az így kapott eredmények felhasználhatóvá válhatnak

más összetételű terhelt vizek, például az elfolyó termál- és/vagy gyógyvizek ammóniamentesítésére is, mely egy

fontos mérési paraméter a vizek visszaforgathatóságának tekintetében is.

16

Köszönetnyilvánítás

Köszönet a GINOP-2.2.1-15-2016-00029 – K+F versenyképességi és kiválósági együttműködések "Termál-

és gyógyvizek optimalizált újrahasznosítása és környezetterhelő hatásának csökkentése innovatív

mikrobiológiai, ipari, valamint kavitációs technológiák ötvözésével" projekt anyagi támogatásáért.

Irodalomjegyzék

[1] Maranón, E., Ulmanu, M., Fernández, Y., Anger, I., Castrillón, L., Journal of Hazardous Materials, 137

(3), 1402-1409 (2006)

[2] Vassileva, P., Voikova, D., Journal of Hazardous Materials, 170 (2-3), 948-953 (2009)

[3] Huang, J., Rathnayake Kankanamge, N., Chow, C., Welsh, D.T., Li, T., Teasdale, P.R., Journal of

Environmental Sciences, 63, 174-197 (2018)

[4] Gupta, V.K., Sadegh, H., Yari, M., Shahryari Ghoshekandi, R., Maazinejad, B., Chahardori, M., Global

Journal of Environmental Science and Management, 1 (2), 149-158 (2015)

[5] Feng, S., Xie, S., Zhang, X., Yang, Z., Ding, W., Liao, X., Liu, Y., Chen, C., Journal of Environmental

Sciences, 24(9), 1587-1593 (2012)

[6] Hussain, S., Aziz, H.A., Isa, M.H., Adlan, M.N., Asaari, F.A., Bioresource Technology, 98(4), 874-880

(2006)

17

Ittriummal való dópolás hatása a propén aranyklaszteren történő adszorpciójára

Adsorption of propene on bare and yttrium doped gold clusters Barabás Júlia1, Piero Ferrari2, Jan Vanbuel2, Ewald Janssens2 Höltzl

Tibor1,3 1Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

Budapest, 1111 Műegyetem rkp. 3. 2KU Leuven, Laboratory of Solid State Physics and Magnetism

Leuven, B-3001 Celestijnenlaan 200D 2Furukawa Electric Institute of Technology

Budapest, 1158 Késmárk utca 28/A Összefoglaló

Az utóbbi években a fémklaszterek kutatása iránt igen nagymértékben megnőtt az érdeklődés, köszönhetően elsősorban annak, hogy fizikai és kémiai tulajdonságaik jelentősen különböznek a tömbi anyagétól. Tulajdonságaik méretfüggők, hiszen a felület szerkezete és az elektronikus tulajdonságok erősen változnak a méret függvényében ebben a mérettartományban. Így többek között reaktivitásuk is szabályozható a méret hangolásával[1-2].

Munkánk során propén adszorpcióját vizsgáltuk számításos kémiai módszerekkel dópolatlan, illetve ittriummal dópolt semleges aranyklasztereken, a klaszterek méretét 5 és 15 atom között változtattuk.

A legstabilabb komplexeket tanulmányozva azt tapasztaltuk, hogy a propén preferáltan kis koordinációs számú aranyatomhoz kötődik a klaszteren. A dópolt klaszterek esetében a kis atomszámú (n ≤ 9), kétdimenziós szerkezeteknél a propén az ittrium atomhoz kötődik, míg a nagyobbaknál aranyatomokhoz. Továbbá megállapítható, hogy a propén a klaszter azon atomjához kapcsolódik, mely atom pályái a legnagyobb hozzájárulást adják a LUMO-hoz.

A kísérletekkel összhangban a propén klaszterhez kötődésének valószínűsége erősen méretfüggő, illetve az ittriummal való dópolás a legtöbb esetben meglepő módon csökkenti az adszorpciós energiát és a komplexek stabilitását is. A dópolt klaszterek esetében a propén disszociációja már 250-500 K között kedvező termodinamikailag (a mérettől függően), míg a dópolatlan esetben ez az átmenet csak 500-800 K között figyelhető meg.

A kémiai kötések analízise azt mutatta, hogy az adszorpció során nincs számottevő változás az adduktok elektronikus szerkezetében. Emellett a dópolatlan klasztereknél összefüggést fedeztünk fel az adszorpciós energia nagysága és a Wiberg kötésindexek értékei között. A Wiberg kötésindexekben és a természetes töltésekben bekövetkezett változás donálás/visszadonálás mechanizmust sejtet. Az EDA analízis során megállapítható, hogy az aranyklaszterek esetében két fő betöltött-virtuális pályapár van, ahol a donálás-visszadonálás történik, míg a dópolt klaszterek esetében több ilyen pályapárt találhatunk. A pályák közti kölcsönhatások elemzésével arra a következtetésre jutottunk, hogy az aranynak nem csak a d pályája fontos a reakció szempontjából, hanem az arany s pályája is átlapol a szén p pályájával.

Összefoglalva megállapítható, hogy mind a dópolással, mind a klaszterek méretének megváltoztatásával befolyásolni tudjuk a propén klaszteren való megkötődését, így ez egy újabb lehetőséget jelenthet a katalizátor tervezésével kapcsolatban.

Irodalomjegyzék

[1] Serp, P., Philippot, K., Nanomaterials in Catalysis, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA, 2013.

[2] Bell, A.T. Science, 299, 1688-1691 (2003)

18

Komplex peptid-membrán rendszerek vizsgálata Investigation of complex peptide-membrane systems

Beke-Somfai Tamás Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont

1117 Budapest, Magyar tudósok krt.2 Összefoglaló/ Summary

Development of resistance by bacteria to antibiotics makes better understanding of antimicrobial mechanisms increasingly important. Toxic oligomers of antimicrobial peptides (AMPs) may assemble into hydrophilic or lipophilic complexes and exert their toxicity in a higher level aggregate form. However, this mechanism is not understood, greatly hindering rational development of similar compounds. In the current presentation I aim to provide and overview on our recent studies related to both natural and non-natural peptide oligomer assemblies and their aggregates when associated with organic small molecules. We have experienced several interactions resulting in induced conformational changes for these compounds. Several of the observed secondary structures are rather different from those regularly observed for well studied AMPs indicating that the action mechanism of these compounds may be different when these exert their toxicity in in vivo conditions. A mikróbák által okozott fertőző betegségek globális méretű fenyegetést jelentenek, mely kiemelten fontossá teszik különböző antimikrobiális vegyületek hatásmechanizmusának megértését. A természetben található antimikrobiális peptidek számos esetben hidrofil és hidrofób szerkezetekbe rendeződnek össze és úgy fejtik ki hatásukat. Ennek az önrendeződésnek, mely gyakran végződik részleges aggregációban, a mechanizmusa azonban még nem feltárt. Jelen előadásban a fenti területen folyó kutatásainkból mutatunk be több példát, mind természetes, mind mesterséges peptid oligomer rendszerek esetében. Azt tapasztaltuk, hogy szerves kismolekulák alkalmazása esetén az általában jól meghatározott AMPk olyan szerkezetváltozáson mennek keresztül mely gyakran az irodalomtól eltérő másodlagos szerkezeteket eredményez. Endogén vegyületek esetén mért hasonló „ritka” konformációk jelenléte arra utal, hogy az in vivo toxikus hatás kifejtése közben ezek a rendszerek más szerkezetet vesznek-vehetnek fel, mint laborban végzett kísérleti körülmények között.

19

Glicidol-észterek képződése növényolajok dezodorálása során Formation of Glycidol-esters during deodorization of vegetable oils

Bognár Erzsébet1, Hellner Gabriella2, Radnóti Andrea2, Somogyi László1, Kemény Zsolt2

1Gabona- és Iparinövény Technológia Tanszék, Szent István Egyetem, Budapest, Hungary 2BEMEA Katalin Kővári R&D Centre, Budapest, Hungary

Összefoglaló/ Summary

A glicidol-észterek az élelmiszergyártás során keletkező szennyezőanyagok, melyek elsősorban zsírok és olajok előállítása, azon belül is legnagyobb mennyiségben a pálmaolaj dezodorálása során képződnek. Hidrolizált, szabad formáját az Egészségügyi Világszervezet Nemzetközi Rákkutató Ügynöksége (WHO IARC) valószínűleg humán rákkeltő kategóriába sorolta [1]. Korábbi tanulmányok alapján a glicidol-észterekből a glicidol felszabadul az emésztés során enzimes hidrolízis útján, ezért a glicidol-észtereket tartalmazó élelmiszerek glicidol forrásnak tekinthetőek [2].

A kutatás során a három legnagyobb mennyiségben előállított magolaj (napraforgó-, repce- és szójaolaj) laboratóriumi dezodorálása során figyeltük meg a glicidol-észterek képződését. Két független faktor, az idő és a hőmérséklet hatását 32 típusú teljes faktoriális kísérlettervvel vizsgáltuk, és az eredményeket válaszfelület modellezéssel (RSM) értékeltük. A három kiválasztott olaj közül a legnagyobb mennyiségben szójaolajban képződtek glicidol-észterek, ez a szakirodalommal egyezést mutat. Mindhárom olaj esetén mind a hőmérséklet, mind az idő szignifikánsnak mutatkozott, a hőmérséklet hatása volt a nagyobb. A komponens képződésének visszaszorításához így mindkét dezodorálási paraméter értékének csökkentése szükséges, aminek azonban határt szabnak a dezodorálás műveletének céljai.

Glycidol esters are food-borne contaminants, formed during production of fats and oils, especially during deodorization of palm oil. Hydrolized free form of glycidol is categorized as probably carcinogenic to humans by the World Health Organization International Agency for Research on Cancer (WHO IARC) [1]. According to previous studies glycidol is released during digestion by enzymatic hydrolysis from their fatty acid esters, therefore foods containing glycidol esters can be considered glycidol source [2].

The objective of this work was studying the formation of glycidol esters during lab-scale deodorization of three different seed oils (sunflower, rapeseed, soybean) which are produced the greatest amount in the world. The effect of two independent factors, the temperature and the duration time, was analyzed with 32 full factorial experimental design, and evaluated with response surface methodology (RSM). Greatest amount of glycidol esters formed in soybean oil system, this result correspond to literature. For all three oils, the effect of both duration time and temperature were significant, the latter was higher. For reduction of formation of glycidol esters, the reduction of both deodorization parameters is required, which is limited because of the intents of the thermal operation

[1] IARC (International Agency for Research on Cancer) IARC Monographs Volume 77. On the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. IARC Press, Lyon, 469-486 (2000)

[2] Frank, N., Dubois, M., Scholz, G., Seefelder, W., Chuat J.-Y., Schilter, B. Food Additives & Contaminants: Part A. 30 (1) 69–79 (2013)

20

Alkáli aktivált szervetlen polimer habok előállítása GEP módszerrel

Synthesis of alkali-activated inorganic polymeric foams by GSP method Boros Adrienn, Korim Tamás

Pannon Egyetem, Anyagmérnöki Intézet Veszprém, Egyetem utca 10., 8200

Összefoglaló/ Summary

Az alkáli aktivált szervetlen polimerek (AASP) már nem csak a jövő, hanem napjaink szerkezeti anyagai, intenzíven kutatott anyagrendszerek. Mindamellett, hogy nagy szilárdságuk miatt alkalmasak lehetnek a cement alapú, hagyományos kötőanyagok kiváltására, kiválóan habosíthatók. Nem véletlen, hogy napjainkban számos kutató végez vizsgálatokat AASP habok előállítására. Ezen habok környezetbarát porózus anyagok, kedvező előállítási feltételekkel, ígéretes tulajdonságokkal (habzás utáni kismértékű zsugorodás, mechanikai- és kémiai stabilitás, nagy hőmérsékleti ellenállás) rendelkeznek. Előállításukat tekintve több módszer (pl. mechanical frothing, H2O2 decomposition, freeze-casting techniques) is létezik, azonban megfelelően nagy nyílt porozitással (~ 70 % (V/V)) rendelkező habok gélesítés/elszappanosítás/peroxidos-bomlás (GEP) kombinált eljárással állíthatók elő. Az így előállított szerkezeti anyagok kis nyomószilárdsága (~0,45 MPa) azonban korlátozza az alkalmazási lehetőségeiket. Célom volt az AASP habok nyomószilárdsága és porozitása közötti kapcsolat optimalizálása, ami segítségével ezen anyagok alkalmazhatóvá válhatnak fotokatalitikus szennyvízkezelő eljárások katalizátorhordozójaként történő felhasználásra. Kísérleti munkám során metakaolinit bázisú AASP habokat állítottam elő GEP kombinált eljárással. Aktiválószerként NaOH és vízüveg elegyével dolgoztam, az elszappanosítási reakció és a habosítás optimális lejátszatása érdekében különböző növényi olajakat, valamint hidrogén-peroxidot alkalmaztam. Az együttes habosítási módszer lehetővé tette tervezett porozitású AASP habok előállítását. A próbatestek releváns fizikai tulajdonságai (nyomószilárdság, porozitás, hővezetőképesség) alapján kiválasztottam az általam optimálisnak ítélt összetételt: napraforgó étolaj és 4,5 % (V/V)-os H2O2 oldat alkalmazása (N-4,5). A kísérletek további részében az N-4,5 jelű minták anyagszerkezeti jellemzői és fizikai tulajdonságai közötti kapcsolatot kerestem. Ennek során meghatározásra kerültek a kialakuló polimer szerkezet kötésviszonyai (FT-IR), a fázisösszetétel (XRD) és a morfológiai sajátságok (SEM). Nagy problémát jelent a próbatestek szervesanyag tartalma, amit a bevitt olajtartalom minimalizálásával, valamint megfelelő égetési paraméterekkel lehet csökkenteni. A próbatestek szervesanyag-tartalmának nyomonkövetése CHNS elemanalízissel történt. Az általam előállított AASP habok alkalmasak katalizátorhordozóként funkcionálni fotokatalitikus eljárások során.

21

Summary

Alkali activated inorganic polymers (AAIP) are not only future but today’s structural materials, which are intensively investigated research area. Besides that AAIPs can be used to replace cement-based traditional binders due to their high strength, these materials can also easily be well foamed. Therefore the number of research about AAIP foaming has increased steadily in recent years. These foams are eco-friendly porous materials, which have favourable production conditions, and promising properties (low shrinkage after foaming, mechanical and chemical stability, high temperature resistance, etc.). There are several methods producing foams (e.g. mechanical frothing, H2O2 decomposition, freeze-casting techniques) but foams with sufficiently high open porosity (~ 70 vol %) can be produced by gelcasting/saponification/peroxide decomposition (GSP) combined method. However, the low compressive strength (~ 0.45 MPa) of the foams limits their application potentials. My aim was to optimize the relationship between the compressive strength and the open porosity of AAIP foams, which allows the use of these materials as a catalyst support for photocatalytic sewage treatment processes. In the study metakaolinite-based AAIP foams were produced by GSP combined method. As an activating component the mixture of NaOH and water glass were used, and different vegetable oils, sodium oleate and hydrogen peroxide were added in order for saponification reaction and foaming. The combined foaming method allowed the production of AAIP foams with designed open porosity. Based on the relevant physical properties of the samples (compressive strength, open porosity, thermal conductivity) the optimal composition was chosen: sunflower oil and 4,5 vol % H2O2 solution (N-4,5). Furthermore the relationship between compressive strength and structure of the AAIP foams was investigated, using FT-IR for polymer structure examination, XRD for phase composition determination and SEM for morphological studies. The organic matter content of the samples is a major problem, which can be reduced by the reduction of the oil content and by calcining the specimen with appropriate firing parameters. The organic matter content of the test specimens was monitored by CHNS analysis. The produced AAIP foams can be used as a catalyst support in photocatalytic degradation processes.

22

Alga kezelés hatása Stevia rebaudiana növekedésére Effect of algae on Stevia rebaudiana growth

Czinkóczky Réka, Németh Áron Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Alkalmazott Biotechnológia és

Élelmiszertudományi Tanszék H-1111 Budapest, Műegyetem rpt. 3.

Összefoglaló/ Summary

Napjainkban a talajerőpótlás egy nagyon fontos kutatási terület, mivel az értékes termőföldterületekre mind a mezőgazdaságnak, mind az élelmiszeriparnak szüksége van. A talajból kifogyott nitrogén- és foszforvegyületeket, valamint az egyes nyomelemeket eleinte kémiai vegyszeres úton próbálták pótolni műtrágyázással, ám ez a megoldás számos környezeti kockázatot rejtett, ezért célszerűnek tűnik valamilyen alternatív megoldást találni. A műtrágyázás hatására a talaj elsavanyodhat vagy ellúgosodhat, ami visszafordíthatatlan károsodást és az ökoszisztéma felborulását okozza. Egy zöld alternatívaként jelent meg baktériumtrágyák használata. Ezek a mikroorganizmusok a növényekkel együtt szimbiózisban élve termelnek a növények számára felhasználható tápanyagokat.

Az algák felhasználása a talaj értékes komponenseinek dúsítására egy egészen új perspektívával állhat elő, mivel az algák növekedésük közben növényi növekedési hormonokat is termelnek. Ezek meggyorsíthatják a növények növekedését, és növelhetik a terméshozamot is.

A hazánkban nem őshonos, ám dallamos magyar névvel rendelkező Stevia rebaudiana, azaz jázminpakóca számos előnyös tulajdonsággal rendelkező növény. Leveleiben található édesítő komponensek a szteviol-glikozidok, amik akár 300-szor édesebbek, mint a szacharóz [1], fogyasztásuk vérnyomáscsökkentő hatású. A növényben található stevioiside-ot és Rebaudioside A-t az élelmiszeriparban használják nullkalóriás édesítőszerként. A stevia meghonosítása számos lehetőséget tárna fel az édesítőiparban és az egészségügyben.

Kutatásunk során Chlorella vulgaris MACC4 algatörzs autotróf és heterotróf módon tenyésztettszuszpenzióinak hatását vizsgáltuk, hogy hogyan hat a Stevia rebaudiana növekedésére talajban, valamint gyökereztetésére vízben. Utóbbinál vörös fény alkalmazásának hatását is vizsgáltuk kombinálva az algás kezeléssel. [2]

Nowadays soil nutrients supplementation (SNS) is a crucial research area, because both agriculture and food industry need valuable plow lands. The nitrogenous and phosphorous compounds utilized out from the soil, so for their recovery chemical fertilizers were initially applied. However, this solution may result many environmental risks, so it seems to be a good idea to find alternative solutions. Fertilization could cause also acidification or increase alkalinity of soil as well, which results irreversible damage and ecosystem overturning. SNS with bacteria could be a green alternative. These microorganisms live together with plants in symbiosis and produce important nutrients which are useful for plants.

The use of algae to enrich the valuable components of the soil can create a new perspective. Algae produces plant growth hormones, which can accelerate plant growth or even increase crop yield.

Stevia rebaudiana, which isn’t native to Hungary, has many beneficial properties, like blood pressure reducer or non-caloric sweetener. Steviol-glycosides, mostly stevioside and rebaudioside A, existing in the leaves, are 300 times sweeter, than sucrose. [1] Stevia naturalization in Hungary would offer many opportunities in healthcare and sweet industry.

We investigated the effect of autotrophic and heterotrophic cultivated Chlorella vulgaris MACC4 algae strains on the Stevia rebaudiana growth and rooting. For the latter we also tested the effect of red light combined with algae treatment. [2] [1] Chhaya, G. C. Majumdar, and S. De, “Primary Clarification of Stevia Extract: A Comparison Between

Centrifugation and Microfiltration,” Sep. Sci. Technol., vol. 48, no. 1, pp. 113–121, 2013. [2] Y. Yoneda, H. Nakashima, J. Miyasaka, K. Ohdoi, and H. Shimizu, “Impact of blue, red, and far-red

light treatments on gene expression and steviol glycoside accumulation in Stevia rebaudiana,” Phytochemistry, vol. 137, pp. 57–65, 2017.

23

Comparison of static and dynamic analysis of the solid fat content of coconut oil.

Vinod Dhaygude a *, Anita Soós a, Ildikó Zeke b and László Somogyi a a Department of Grain and Industrial Crop Technology, Faculty of Food Science, Szent István

University, H-1118 Budapest, Villányi út 29–43. Hungary b Department of Refrigeration and Livestock Products Technologies, Faculty of Food Science,

Szent István University, H-1118 Budapest, Ménesi út 43–45. Hungary

Summary

The objective of this work was to compare the physical and thermal characteristics of two coconut fats and its blends

which observed between the results given by DSC and pulsed nuclear magnetic resonance ( PNMR). The fat blends

with different ratios (NHCO/FHCO: 25/75, 50/50 and 75/25) were prepared and examined for solid fat content. The

solid fat content of samples was determined as a function of temperature by PNMR. The DSC technique determines

solid fat index (SFI) by measuring the heat of fusion successively at different temperatures. The DSC calculate the

actual content of solids in fat samples and its change along the time of heating or cooling. The characteristic curve is

constructed on the correlation of transition enthalpies. Based on our results, it is clear that both DSC and PNMR

technique provides very practical and useful information on the solid fat content of fats. DSC is dynamic and NMR is static. There was a difference in values of the solid fat index of samples which may be due to a fundametal

difference between two technique. These data can be used by food manufacturers to optimize processing conditions

for modified coconut oil and food products fortified with coconut oil.

24

Mérlegegyenletek alkalmazása hibadiagnosztikában Data reconciliation in fault diagnosis

Dörgő Gyula, Ruppert Tamás, Németh Sándor, Abonyi János MTA-PE Lendület Komplex Rendszerek Figyelemmel Kísérése Kutatócsoport

Pannon Egyetem, 8200 Veszprém, Egyetem u. 10. Összefoglaló

A modern és komplex vegyipari létesítményekben egyre növekvő számú változó kerül mérésre. Ez a tendencia megfelel a tárgyak internete (Internet of Things) irányelveinek, melynek köszönhetően drasztikusan nőtt a termelésben alkalmazott szenzorok száma, ezek mára gyakorta szenzorhálózatként elemezhetőek. Köszönhetően a technológia jellegű rendszerek egyes elemeinek (áramok, berendezések, stb.) a rögzített változók között gyakorta megmaradási összefüggések állnak fenn. Célunk annak megvizsgálása, hogy miként lehet az ezen mért jellemzők között felírt mérlegegyenletek alapján informatív hibadetektálási algoritmusokat fejleszteni.

Előadásunkban ismertetjük a mérleghiba-kiegyenlítés témakörében alkalmazott alapvető modelleket, melyekben a szenzorok által mért jellemzők mérési hibájának eloszlásából kiindulva, a rögzített adatsorok kovarianciájának figyelembe vételével szeretnénk megválaszolni azt a kérdést, hogy hogyan jelennek meg az egyes mérési bizonytalanságok a mérlegegyenletek változóiban. Bemutatjuk, hogy nulla várhatóértékű, Gauss-eloszlású mérési zajt, valamint lineáris modellt feltételezve egy többváltozós főkomponens-analízis és statisztikus folyamatszabályozás alapú hibamonitoring rendszer adódik, mely alapján javaslat tehető hatékony operátori jelzések definiálására.

Módszertanunkat egy keverőrendszer, valamint egy ipari gyártósor diszkrét modelljén mutatjuk be. Az előadás kitekintéseként rávilágítunk, hogy az ipari alarm management rendszerekben tárolt adatsorokban hogyan jelennek meg a mérlegegyenletek.

A kutatást támogatta a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alap az OTKA–116674 pályázaton keresztül (Természettudományos kutatás és technológiafejlesztés folyamatbányászati és deep learning algoritmusokkal).

AZ EMBERI ERŐFORRÁSOK MINISZTÉRIUMA ÚJ NEMZETI KIVÁLÓSÁG PROGRAMJÁNAK TÁMOGATÁSÁVAL KÉSZÜLT Summary

In modern and complex chemical production plants more and more process variables are recorded in historical log files. This trend is in good consistency with the guidelines of the Internet of Things, which resulted in the drastic increase of the number of sensors used in production. These sensors are often analysed as sensor networks. Due to the elements of process related systems (process flows, units, etc.), the recorded sensor variables often have to meet the requirements of balance equations. Our investigations aim to improve informative fault detection methodologies based on these balance equations.

In our presentation, we explain the fundamental models of data reconciliation. Using these models, we would like to investigate how the measurement uncertainty is present in the variables of the balance equations of the process, based on the statistical distribution of the measurement errors of the sensors and taking into consideration the covariance of recorded variables. We demonstrate that assuming a linear model and a measurement noise with zero mean Gaussian distribution, a principal component analysis and statistical process control based fault monitoring system is derived, which can be applied for the definition of effective and informative operator alarms.

We demonstrate the effectivity of our methodology using the simulation model of a blending system and a discrete production line. As an outlook of our presentation, we highlight how the balance equations appear in the historical log files of industrial alarm management systems.

The research has been supported by the National Research, Development and Innovation Office - NKFIH, through the project OTKA-116674 (Process mining and deep learning in the natural sciences and process development)

SUPPORTED THROUGH THE NEW NATIONAL EXCELLENCE PROGRAM OF THE MINISTRY OF HUMAN CAPACITIES

25

Légköri szennyezők ökotoxicitásának becslése Flash rendszerrel Estimation of ecotoxicity of atmospheric pollutants by Flash system Eck-Varanka B., Kováts N., Horváth E., Ferincz Á., Kakasi B.,

Nagy Sz. T., Imre K., Paulovits G., Hubai K., Kiss Gy., Gángó M., Hoffer A., Tóth Á. Pannon Egyetem Környezettudományi Intézet

8200 Veszprém, Egyetem u. 10.

Az ökotoxikológiai gyakorlatban legelterjedtebben alkalmazott bakteriális teszt a Vibrio fischeri

biolumineszcencia-gátlásán alapuló vizsgálat. A V. fischeri biolumineszcens, Gram negatív baktérium, a

szervezetet ért toxikus hatás a fénykibocsátás csökkenését eredményezi. A gátlás mértéke arányos a toxikus

hatás erősségével, és jól számszerűsíthető végpont, mivel a fénykibocsátás egy megfelelően kialakított

luminométerrel mérhető. Laboratóriumunkban a Lappalainen et al. (1999, 2001) által kifejlesztett kinetikus

rendszerrel dolgozunk, amely lehetővé teszi szilárd fázisú minták közvetlen elemzését [1][2].

Előzetes eredményeink alapján elmondható, hogy a rendszer megfelelő érzékenységet mutat légköri PM

(városi ill. dízel emisszióból származó) ökotoxikus jellegének minősítésére. A projekt azonosítója (GINOP-

2.3.2-15-2016-00017) keretében különböző forrásból származó PM ill. egyedi komponensek ökotoxicitását

vizsgáljuk: biodízel emisszió, humusszerű komponensek (HULIS: Humic-Like Substances) ill. városi PM

különböző szemcseméretű frakcióját.

A biodízel és fosszilis dízel emissziók összehasonlítása alapján elmondható, hogy mindkettőt nagyon magas

és egymáshoz hasonló (dízel: EC50 = 2,53; biodízel: EC50 = 1,23) ökotoxicitás jellemzi. A folyékony biodízel

minta toxicitása különböző módszerekkel az irodalmi adatoknál magasabb értékeket adott, azonban az

eredmények viszonylag széles skálán mozogtak, ami azzal magyarázható, hogy a biodízel különböző

közegekben (talajban, vízben) nagyon eltérően viselkedik. [3]

A kaszkád impaktorral gyűjtött, méretfrakciók szerint elkülönített légköri aeroszol minták elemzése azt

mutatja, hogy a vizsgált mérettartományban (0,0625-8 µm) a legkisebb részecskék (ultra fine particles) toxicitása

a legnagyobb és a közepes méretű részecskék toxicitása közé esik.

A HULIS minták vizsgálatához huminsav és fulvosav sztenderdeket hasonlítottunk össze természetes

tőzegből preparált huminsav valamint téli városi aeroszol minták toxicitásával. Az eredményekből kitűnik, hogy

a téli városi aeroszol minták a természetes huminsavakhoz hasonló ökotoxicitást mutatnak, amely arra enged

következtetni, hogy a fűtési szezonban a légköri aeroszol toxikus karakterének kialakításában az ilyenkor

nagyobb mennyiségben a levegőbe kerülő HULIS anyagok dominálnak [4].

Irodalomjegyzék

[1] Lappalainen, J., Juvonen, R., Vaajasaari, K., Karp, M. A new flash method for measuring the toxicity of

solid and colored samples. Chemosphere 38(5), 1069-1083 (1999)

[2] Lappalainen, J., Juvonen, R., Nurmi, J., Karp, M. Automated color correction method for Vibrio fischeri

toxicity test. Comparison of standard and kinetic assays. Chemosphere 45, 635-641 (2001)

[3] Eck-Varanka, B., Kováts, N., Horváth. E., Ferincz, Á., Kakasi, B., Nagy, S.T., Imre, K., Paulovits, G. Eco-

and genotoxicity profiling of a rapeseed biodiesel using a battery of bioassays Ecotoxycology and

Environmental Safety 151, 170-177 (2018)

[4] Kováts, N., Gángó, M., Horváth, E., Eck-Varanka, B., Hubai, K., Kiss, G. Assessment of ecotoxicity of

atmospheric humic-like substances using the Vibrio fischeri bioluminescence inhibition bioassay. IWBBIO 2018

(International Work-Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering) 2018 április 25-27, Granada

26

Improving in product quality of waste derived hydrocarbons over modified SAPO-11 catalysts

Bahmed Fekhar, Norbert Miskolczi University of Pannonia, Faculty of Engineering, Institute of Chemical Engineering and

Process Engineering, MOL Department of Hydrocarbon & Coal Processing, H-8200, Veszprém, Egyetem u. 10, Hungary; tel. +36 88 624 000

Summary

Over the past few decades, the interest in developing the waste derived hydrocarbons has been rapidly increasing due to the decrease in fossil fuel reserves and owing to the environmental reasons. On the contrary, as urbanization increases, the global solid waste generation is accelerating speedily. One of the encouraging ways to mitigate that environmental, social and economical challenge is to transfer this waste into hydrocarbons with advanced properties by passing through the pyrolysis. The effects of process parameters on the yield and chemical profile of pyrolysis products and the processes for pyrolysis oil upgrading is widely investigated: pyrolysis temperature, reactor types, and type of plastic waste, residence time, catalysts and feeding rate. However, pyrolysis oil contains contaminated compounds, which have negative effects: disadvantageous corrosive properties, high viscosity, and low stability. In this work, the mixtures of waste polymers were pyrolyzed in a tubular reactor using different modified SAPO-11 catalysts to obtain gases, light oil and heavy oil. Catalysts can increase the yields of gases and light oil, furthermore, the long term properties of products can also improved by SAPO-11 catalysts; especially containing Ca(OH)2. Different metals (copper, steel and aluminium) were treated in light oil to investigate the longer term properties of the products. Results also demonstrate the advanced properties of modified catalysts. Acknowledgments

The authors acknowledge the financial support of the project of the Economic Development and Innovation Operative Program of Hungary, GINOP-2.3.2-15-2016-00053: Development of liquid fuels having high hydrogen content in the molecule (contribution to sustainable mobility) and the project of Széchenyi 2020 under the EFOP-3.6.1-16-2016-00015: University of Pannonia’s comprehensive institutional development program to promote Smart Specialization Strategy. The Project is supported by the European Union and co-financed by Széchenyi 2020. The work was also supported by EFOP-3.6.1-16-2016-00015 Smart Specialization Strategy (S3) - Comprehensive Institutional Development Program at the University of Pannonia to Promote Sensible Individual Education and Career Choices project.

27

Kelidonin hatása IL-6/gp130/STAT3 jelátviteli útvonalra humán uveális melanóma sejteken

Chelidonine interferes with IL-6R/STAT3 signaling in uveal melanoma cells Csenge Filep1*, István Csomós1*, Márton Nádasi1, Gábor Járvás2, Enikő Nizsalóczki1, László

Mátyus1, Andrea Bodnár1 1Department of Biophysics and Cell Biology, Research Center for Molecular Medicine,

Faculty of Debrecen, University of Debrecen, H-4012 Debrecen, Hungary

2Horváth Csaba Memorial Institute for Bioanalytical Research University of Pannonia, H-8200, Hungary

*contributed equally

Summary

STAT3 is a transcription factor with a critical role in the regulation of cell cycle, cell proliferation/survival and cell migration. As a consequence, it is a promising target in antitumor therapies. Canonical function of STAT3 demands phosphorylation of a Tyr705 residue followed by dimerization and nuclear translocation. STAT3 can also be phosphorylated on Ser727, with a putative role in fine tuning STAT3 activation. One of the major activators of STAT3 is interleukin-6, a cytokine present in an elevated concentration in various tumors. Among others, IL-6 expression was shown to be a poor prognostic marker in uveal melanomas. IL-6 acts on a receptor complex consisting of the cytokine-specific IL-6Rα chain and the signal-transducing gp130 subunit. Binding of IL-6 to IL-6Rα induces dimerization of gp130 which initiates multiple signaling cascades, including STAT3 activation. Chelidonine, the major alkaloid component of C. majus, was reported previously to provoke cell death in a variety of tumor cells. One of its intracellular targets is the antiapoptotic Bcl-2 protein. Expression of Bcl-2 is upregulated by STAT3 activation, which is thought to be the major mechanism responsible for IL-6-mediated survival of tumor cells. Chelidonine evoked cell death in both cell lines (OCM-1, OCM-3). Induction of apoptotic and necrotic cell death by Chelidonine was assessed by flow cytometry, using the PI exclusion/Annexin V binding assay. Using flow cytometry experiments we have demonstrated that Chelidonine increases the basal level of serine727-phosphorylated STAT3 in a significant fraction of cells. This effect was accompanied with abrogation of IL-6-induced STAT3 activation (phosphorlyation of tyrosine705 residues), which developed in a time-dependent fashion. Reduced efficiency of IL-6 induced STAT3 activation was also observed in cells with unaffected level of pS-STAT3. Chelidonine did not affect significantly the level of IL-6Rα or total STAT3, but reduced the expression of gp130.

According to our data chelidonine may interfere with STAT3 activation via two distinct, presumably competing mechanism. One involves processes associated with serine phosphorylation: reduced level of pS-STAT3 may either inhibit positive regulators or activate negative regulators of STAT3 activation. The second mechanism may be related to reduced expression of gp130 accompanying reduced efficiency of downstream signaling evoked by IL-6.

28

Kalcit kristálycsírák képződése agyagásványokon –molekuladinamikai számítások

Heterogeneous nucleation of calcite on clay minerals – molecular dynamics simulations Fodor Melinda1, Ható Zoltán2, Kristóf Tamás2, Pósfai Mihály1

1Pannon Egyetem, Mérnöki Kar, Föld- és Környezettudományi Intézeti Tanszék, Veszprém 2Pannon Egyetem, Mérnöki Kar, Fizikai Kémiai Intézeti Tanszék, Veszprém

Összefoglaló

Kutatásunk célja szabályozott nanoszerkezetek előállítása vas-oxidok illetve karbonátok kristályosításával. Az előbbi rendszer a mágneses tulajdonságai, az utóbbi a biosványok képződésének megértése miatt fontos. Mindkét esetben az oldatból kiváló kristályok fizikai tulajdonságainak és térbeli rendeződésének kialakításában meghatározó szerepet játszik a folyamat első lépése, a kristálycsírák kiválása valamilyen idegen felületen. A karbonátok esetében ezt a folyamatot mind természetes környezetben (a Balaton vizében), mind laboratóriumi körülmények között, mind in silico vizsgáltuk, molekuladinamikai (MD) számításokkal. A Balaton vizéből néhány mikrométeres, Mg-tartalmú kalcitkristályok válnak ki, amelyeknek fontos szerep jut a tó ökológiájában. Elektronmikroszkópos vizsgálatok alapján a kalcit kristálycsírák a szmektit csoportba tartozó agyagásványok nanométeres méretű foszlányaihoz tapadnak. Laboratóriumi kísérleteink szerint a vízből szmektit jelenlétében előbb válik ki a kalcit, mint más felületeken (kovaalgák és kaolinit), és a képződő kristályok Mg-tartalma és morfológiája is hasonlít a balatoni kalcitéhoz. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a balatoni kalcit a szmektit „pelyheken” heterogén nukleációval képződik, és tulajdonságait részben az idegen felület határozza meg. MD számításokkal arra kerestünk választ, milyen atomi léptékű folyamatok teszik a szmektit ásványt a többi felületnél alkalmasabbá a kalcit kristálycsírák kiválásának elősegítésére. A Balaton vizéhez hasonló összetételű (de egy nagyságrendel töményebb) modell oldatot szimuláltunk háromféle anyag – montmorillonit (a szmektit csoport egy tagja), kaolinit és grafén – rétegei között. Mindhárom esetben Ca2+-, Mg2+- és CO32--ionokból álló klaszterek képződtek a rétegek közötti oldatban, de a montmorillonit esetében ezek a klaszterek (1) átlagosan nagyobbak és (2) Mg-dúsabbak voltak, valamint (3) nagyobb részük helyezkedett el a heterogén felülettel érintkezve, mint a másik két anyag esetében. A MD szimulációk alapján tehát indokolható a szmektit hatékonysága a kalcit kristálycsírák képződésében, azonban egy többlépcsős folyamat rajzolódik ki, amelynek pontosabb felderítéséhez további kísérletes és szimulációs vizsgálatokra van szükség. Summary

Our research aims at synthesizing iron oxide and carbonate nanostructures with controlled properties. The iron oxide nanostructures are interesting for their magnetic properties, while the carbonate system may help us understand biomineralization processes. In both systems, the physical properties and spatial arrangements of the precipitating nanocrystals are influenced by the first step of the process, the nucleation of nanocrystals on a foreign surface. In the present work we studied the nucleation of calcite in a natural system (in Lake Balaton), in laboratory precipitation experiments, and in silico, by molecular dynamics (MD) simulations. In Lake Balaton a large amount of Mg-bearing calcite precipitates and plays important roles in the ecology of the lake. Electron microscopy shows that the calcite grains have consistent morphologies and sizes, and are attached to nm-scale flakes of clay minerals from the smectite group. Our laboratory experiments showed that calcite precipitates first in the presence of smectite (and only later on other surfaces, such as kaolinite and diatoms), and the morphologies and Mg contents of calcite are similar to those typical of the Lake Balaton grains. These results suggest that calcite in Lake Balaton heterogeneously nucleates on smectite, and its physical properties are partially determined by the foreign surface. With MD simulations we wished to understand atomic scale processes that may contribute to the success of smectite in nucleating calcite. We used a model solution similar to the water of Lake Balaton and studied the effects of three different surfaces, including montmorillonite (a member of the smectite group), kaolinite and graphene. In all three cases clusters of Ca2+, Mg2+ and CO32- ions formed in the solution between the layers. In the presence of montmorillonite, the clusters were (1) larger and (2) more Mg-rich, and (3) a larger number of them attached to the surface than in the case of the other two surfaces. Thus, our MD simulations suggest some mechanisms by which smectite is effective in nucleating calcite, but also indicate a multistep process, a better understanding of which requires further experiments and simulations. Ez a munka az NKFIH K116732 és a BIONANO-GINOP-2.3.2-15-2016-00017 projekt támogatásával készült./ This research was supported by NKFIH grant K116732 and the BIONANO-GINOP-2.3.2-15-2016-00017 project.

29

Heterogén fotokatalízis a látható fény tar tományában

H eter ogeneous photocatalysis under visible l ight ir r adiaton

Fonyó Mátéa, Szabóné Bárdos Erzsébeta, Horváth Ottóa, Zsirka Balázsb, Kristófné Makó Évac, Dobrádi Annamáriac

Pannon Egyetem, Mérnöki Kar, Általános és Szervetlen Kémia Intézeti Tanszéka Környezetmérnöki Intézetb, Anyagmérnöki Intézetc 8200 Veszprém, Egyetem utca 10.

A heterogén fotokatalízis Fujishima és munkatársai felfedezése óta [1] széleskörűen kutatott terület. A katalizátorként leggyakrabban használt TiO2 hatékonyan alkalmazható vízbontásra, víz- és légtisztításra, fertőtlenítésre, rákos daganatok kezelésére, valamint öntisztuló felületek létrehozására [2]. Hátránya, hogy széles a tiltott sávja, így a napfény energiájának csak kis hányadát tudja hasznosítani. Ahhoz, hogy a katalizátor látható fénnyel is gerjeszthető legyen, csökkenteni kell a gerjesztési küszöbenergia értékét. Elterjedt módszer, hogy különböző fémes, nemfémes elemekkel, illetve félfémekkel módosítják a TiO2-ot [3], [4], [5]. Kutatásom során részletesen vizsgáltam a bórral és bizmuttal módosított, szol-gél eljárással előállított TiO2 tulajdonságait [6]. A kalcinálás alatt végbemenő folyamatokat derivatográfiával, a f ázisátalakulást Raman spektroszkópiával, illetve röntgendiffrakció mérésével követtem. A gerjesztési küszöbenergia értékeket diffúz-reflexiós színképek alapján Kubelka-Munk transzformációval határoztam meg. A fotoaktivitást mind UV, mind látható fénnyel (λ>420 nm) vizsgáltam. Meghatároztam a fotoindukált folyamatokban keletkező reaktív hidroxilgyökök kezdeti képződési sebességét, – e kísérletekhez gyökbefogóként kumarint alkalmaztam. Az előállított katalizátorok hatékonyságát oxálsav, valamint titánsárga lebontási kísérleteiben vizsgáltam és hasonlítottam össze. A modellvegyületek koncentrációjának változását permanganometriás titrálással, illetve a fényelnyelési színkép rögzítésével követtem. A kalcinálás során a módosító elemek akadályozták az anatáz-rutil fázisátalakulást, a magasabb hőfokon kalcinált minták is csak anatáz fázist tartalmaztak. A bórral történő adalékolás nem befolyásolta a tiltott sáv szélességét, ám ha a rendszer bizmutot is tartalmazott, jelentősen nőtt a katalizátor fényelnyelése a l átható tartományban, a gerjesztési küszöbenergia 3,01 eV-ról 2,82 eV-ra csökkent. Az UV tartományban a hidroxilgyök képződési sebessége minimális volt a különböző katalizátorokon, míg az oxálsav bomlási sebessége harmada a Degussa P25 TiO2 alkalmazásakor kapott értéknek. Látható fénnyel történő bevilágításkor hidroxilgyök nem keletkezett, s az oxálsav sem bomlott. Ezzel szemben a titánsárga fényelnyelése a B-Bi-TiO2 katalizátort tartalmazó szuszpenziókban a fotokatalízis során csökkent, 4 órás kísérletben 80%-os átalakulást sikerült elérni. A kutatás az EFOP-3.6.1-16-2016-0001 projekt és az Emberi Erőforrások Minisztériuma ÚNKP-17-1 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság programjának támogatásával készült.

[1] Fujishima, A. Kogyo Kagaku Zasshi 1969, 72, 108–113 [2] Fujishima, A. J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2000, 1, 1-21 [3] Khaki, M. R. D. J. Environ. Manag. 2017, 198, 78-94 [4] Wu, M. C., Wu, P. Y., Lin, T. H., Lin, T. F. Appl. Surf. Sci. 2018, 430, 390-398 [5] Nassoko, D., Li, Y. F., Wang, H., Li, J. L., Li, Y. Z., Yu, Y. J. All. Comp. 2012, 540, 228-235 [6] Bagwasi, S., Tian, B., Zhang, J., Nasir, M. Chem. Eng. J. 2013, 217, 108-114

30

FO membrán alkalmazása komplex oldat besűrítésére Concentration of complex solution by FO

Fóty Nikolett1, Nemestóthy Nándor1, Irena Petrinic2, Bélafiné Bakó Katalin1

1Pannon Egyetem, Biomérnöki, Membrántechnológiai és Energetikai Kutatóintézet 8200 Veszprém, Egyetem utca 10.

2University of Maribor,Faculty of Chemistry and Chemical Engineering, Laboratory for Water Biophysics and Membrane Processes, Smetanova ulica 17, Maribor, Slovenia

Összefoglaló

Napjainkban a nagymértékű mezőgazdasági és ipari vízfelhasználás, valamint az emberi tevékenységekből adódó szennyeződések miatt ivóvízkészleteink jelentősen csökkennek. Emellett Földünk népessége folyamatosan növekszik, míg édesvízkészleteink fogyóban vannak. Ezen probléma megoldására a membrános műveletek, ezen belül is a direkt ozmózisos technológiák ígéretes lehetőségnek bizonyulnak. A direkt ozmózis egy olyan membrános művelet, ahol a membrán két oldala közötti ozmotikus nyomáskülönbség a folyamat hajtóereje, így külön hidrosztatikai nyomást nem kell biztosítani. A hajtóerőt különböző ozmotikus ágensekkel (pl.: sóoldatokkal, szerves oldatokkal) lehet biztosítani. Az ozmotikus ágens hígulni fog a folyamat során azáltal, hogy a membránon keresztül átjut az oldószer (víz) a betáplálási oldalról. Ezért a direkt ozmózis rendszerek hatékonyan alkalmazhatók koncentrálási műveletekben, változatos mátrixok esetén is. Kutatómunkám során szintetikus szennyvíz besűrítésének lehetőségét vizsgáltam poliamid vékonyfilm kompozit (TFC) membrán felhasználásával. A művelet során tanulmányoztam a szintetikus szennyvíz koncentrációjának, az ozmotikus ágens mennyiségének és koncentrációjának, valamint a betáplálások áramlási sebességének és idejének hatását. A kísérletek során folyamatosan mértem a tömegek és a vezetőképességek változását, valamint a vizsgálati idő lejárta után a szintetikus szennyvíz kémiai oxigénigényének alakulását. Summary Nowadays our water resources are significantly decreasing due to the high level of agricultural and industrial water use and the pollution caused by human activities. In addition, the population of our planet is constantly growing, while our freshwater resources are on the decline. To solve this problem membrane operations, including forward osmosis, seem to prove to be promising opportunities. Forward osmosis is a membrane operation where the driving force of the process is the osmotic pressure difference between the two sides of the membrane, so hydrostatic pressure is not required. The driving force can be ensured by different draw solutions (e.g., saline solutions, organic solutions). During the process, the draw solution will dilute since the solvent (water) pass through the membrane from the feed side. Therefore, direct osmosis can be effectively applied in concentrating operations, even for varied matrixes. During my research work, I examined the possibility of concentrating synthetic sewage using polyamide thin film composite (TFC) membrane. I studied the impact of the concentration of the synthetic sewage, the concentration and the quantity of the draw solution and the duration and the flow rate of the feeds. During my experiments, I continuously measured the changes of the mass and conductivity, and I determined the chemical oxygen demand after each searching period. Köszönetnyilvánítás A kutatómunkát a GINOP-2.3.2-15-2016-00016 nyilvántartási számú, „Vízbázis-védelem, moduláris, mobil vízkezelő rendszerek és szennyvízkezelő technológiák fejlesztése a Pannon Egyetem bázisán hazánk dinamikus export növekedésének elősegítése érdekében” című projekt támogatta.

31

WMA adalékokkal módosított kémiailag stabilizált gumibitumen (CSRB) reológiai vizsgálata

Rheological investigation of WMA additives modified chemically stabilized rubber bitumen (CSRB)

Gergó Péter1, Lengyel Attila1,2, Geiger András2, Holló András1,2 1Pannon Egyetem

8200 Veszprém, Egyetem u. 10. 2MOL NyRt.

2440 Százhalombatta, Olajmunkás u. 2. Összefoglaló

A növekvő közúti forgalomból adódó többletterhelés egyre nagyobb kihívások elé állítja az útépítőket. Új, hosszabb élettartamú, költséghatékony, nagyobb teljesítményre képes aszfalt utak szükségesek a közlekedés megfelelő szintű kiszolgálására. Ezért folyamatosan fejlesztik az aszfaltokat (így a kötőanyagként alkalmazott bitumeneket is), hogy megfeleljenek az új kihívásoknak. A kutatási irányok egyik ígéretes területe a módosított bitumenek alkalmazása, ezen belül az olcsóbb, de kiváló minőségű gumiőrleménnyel módosított bitumenek alkalmazása. A teljesítmény növelés mellett fontos tényező az útépítésben is az energiahatékonyság biztosítása, valamint kisebb szennyezőanyag kibocsátású technológiák kifejlesztése. Ez kapcsolódik ahhoz a globális törekvéshez, melyben a különböző technológiák és termékeik használatából adódó üvegházhatású gázkibocsátását csökkentsék. Az útépítésben ez elsősorban az aszfaltkeverési hőmérséklet csökkentését jelenti, mellyel elérhető a kisebb energiafelhasználás és az ebből adódó fűtőanyag mennyiségének csökkentése. A keverési hőmérséklet csökkentése a meleg technológiák (Warm Mix) alkalmazásával valósítható meg. Ezekben különböző adalékanyagok alkalmazásával csökkenthető a kötőanyagok viszkozitása, mellyel biztosítható az alacsonyabb keverési hőmérséklet. Számos közlemény foglalkozik a hagyományos útépítési- és módosított bitumenek különböző WMA adalékokkal történő módosításával. Gumibitumenek esetében is intenzíven kutatott ez a terület. Több adaléktípust is kipróbáltak a hatékonyság növelésének érdekében. Azonban ezek elsősorban a hagyományos gumibitumeneket célozták meg. Ezért célunk volt WMA adalékok alkalmazhatóságának, valamit tulajdonságmódosító hatásának vizsgálata, elsősorban reológiai szempontból, kémiailag stabilizált gumibitumen (CSRB) esetén. Eltérően a hagyományos gumibitumenektől, ezen kötőanyag gyártható finomítói környezetben szigorúbb termékminőséget biztosításával. Kulcsszavak: Warm Mix Aszfalt, WMA adalék, gumibitumen, reológiai tulajdonságok Summary

Overloads resulting from growing road traffic are increasing the challenges of road constructors. New, longer lifetime, cost effective, more powerful asphalt roads are needed to serve the adequate level of road traffic. Therefore, asphalts (including bitumen as a binder) are constantly being developed to meet new challenges. One of the promising areas of research activity is the use of modified bitumen, including the application of cheaper, but high quality crumb rubber modified bitumen. In addition to increase performance, it is important to ensure the energy efficiency in road construction and to develop technologies with lower harmful emissions. This is linked to the global effort, which reduce the greenhouse gas emissions resulting from the use of different technologies and their products. In road construction, this means primarily reducing the asphalt mixing temperature, which makes it possible to reduce the amount of energy consumption and therefore the amount of fuel. Mixing temperature can be reduced by using warm technologies (Warm Mix). By using different additives, the viscosity of the binders can be reduced to provide a lower mixing temperature. Many studies deal with the modification of traditional paving and modified bitumen by various WMA additives. This area was also intensively explored for rubber bitumen. Several additive types have been tried to increase efficiency. However, they are primarily intended for traditional rubber bitumen. Therefore, we aimed to investigate the applicability of some WMA additives and their properties modifying effect, primarily from a rheological point of view, in the case of chemically stabilized rubber bitumen (CSRBs). Unlike conventional rubber bitumen, this binder can be manufactured in a refining environment providing higher product quality. Keywords: Warm Mix Asphalt, WMA additive, Asphalt rubber/rubber bitumen, Rheological properties

32

Mosás és hőkezelés hatása az energianád összetételére és termikus stabilitására

Effect of washing and torrefaction on the composition and thermal stability of energy cane Gyergyószegi Zsófia, Barta-Rajnai Eszter, Babinszki Bence,

Czégény Zsuzsanna Magyar Tudományos Akadémia, Természettudományi Kutatóközpont,

Anyag- és Környezetkémiai Intézet 1117 Budapest, Magyar tudósok körútja 2.

Napjaink egyik sürgető problémája megoldást találni a CO2-kibocsátás visszaszorítására, és a fosszilis

energiahordozók használatának csökkentésére. A növényi biomasszák alacsony hőmérsékletű (200-300 °C), inert

atmoszférában történő kezelésével (torrefaction) a kiindulási anyag fűtőértéke és energiasűrűsége növelhető, így

energetikai szempontból kedvezőbb tulajdonságú tüzelőanyagok nyerhetők. Munkám során az energianád

(Saccharum spontaneum) termikus stabilitását és összetételének változását vizsgáltuk a 180-300 °C hőmérséklet-

tartományban hőkezelt mintákon. Az extrahálható (főképp szervetlen komponensek) hőbomlásra gyakorolt

hatásának megismerésére vízzel mosott hőkezelt mintákat is analizáltunk. Az előkezelt